JPH1054920A - Optical fiber tap and optical array device provided with the optical fiber tap - Google Patents
Optical fiber tap and optical array device provided with the optical fiber tapInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリマー光ファイバ(POF)中を伝搬する
光を効率的に取り出して分配する。
【解決手段】 ポリマー光ファイバ100の内部に少な
くとも一つのミラー130及び135を形成する。PO
F内の内部ミラーが形成された位置において、POF内
を伝搬する光がミラーに当たってポリマー光ファイバか
ら効率的に偏向される。偏向された光は効率的に取り出
され分配される。
PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently extract and distribute light propagating in a polymer optical fiber (POF). SOLUTION: At least one mirror is formed inside a polymer optical fiber. PO
At the location where the internal mirror is formed in F, light propagating in the POF strikes the mirror and is efficiently deflected from the polymer optical fiber. The deflected light is efficiently extracted and distributed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にフォトニ
クスの分野に関し、特に、ポリマー光ファイバをによっ
て伝搬される光を取り出して分配する際用いられる光フ
ァイバタップに関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the field of photonics, and more particularly, to optical fiber taps used in extracting and distributing light propagated through polymer optical fibers.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光ファイバを導入した各種システ
ムが良く知られており、絶えず増大する多様な用途に応
用されている。これらのシステムには、例えば、光ファ
イバ通信システム、医療器具、複写機、プリンタ、ファ
クシミリ装置、光ディスプレイ、及び光照明等がある。2. Description of the Related Art Conventionally, various systems using optical fibers are well known, and are applied to an ever-increasing variety of applications. These systems include, for example, fiber optic communication systems, medical instruments, copiers, printers, facsimile machines, optical displays, and lighting.
【0003】光ファイバを利用したシステムの使用が増
えるとともに、上述した用途の多くに対して、従来のガ
ラス光ファイバーに代わってポリマー光ファイバ(PO
F)がコスト的に有利な代替物として認識されつつあ
る。このことについては、例えば、F.Suzukiに
よる“Novel Plastic image tr
ansmission fiber,”(Proc.S
PIE,1592,112〜132頁、(1991
年));G.Brun,C.Farget,M.Reg
lat,M.Druetta,J.P.Goure,
J.P.Montheardらによる“Plastic
optical fiber for latera
l illumination: chemical
studiesand optical measur
ements,”(Proc. 4thInterna
tional Conf.Plastic Optic
alFibers & Applications,B
oston,MA,Oct.17−19,1995年,
187〜192頁);J.Farenc,P.Dest
ruelによる“Illumination, sig
nalisation, and decoratio
n using plastic optical f
ibers”(Proc. 4th Internat
ional Conf.Plastic Optica
l Fibers & Applications,B
oston,MA,Oct.17−19,1995年,
203〜205頁);S.Sottini,D.Gra
ndo,L.Palchetti,E.Giorget
tiらによる“Optical fiber−poly
mer guide coupling by a t
apered graded index glass
guide”(IEEE J. of Quantu
m Electronics,31,174〜180頁
(1995年))に記載されている。POFを用いた際
の利点としては、例えば、基本的な軽量性、柔軟性、破
壊に対する抵抗性、低廉な材料費、接続費、及び電磁干
渉を受けないこと等がある。[0003] As the use of optical fiber-based systems has increased, polymer optical fibers (POs) have replaced conventional glass optical fibers for many of the applications described above.
F) is being recognized as a cost-effective alternative. Regarding this, for example, F.S. "Novel Plastic image tr by Suzuki
announcement fiber, "(Proc. S.
PIE, 1592, pp. 112-132, (1991)
Year)); Brun, C .; Farget, M .; Reg
lat, M .; Druetta, J .; P. Goure,
J. P. "Plastic" by Montierd et al.
optical fiber for latera
l illumination: chemical
studiosand optical measure
elements, "(Proc. 4th International
tional Conf. Plastic Optic
alFibers & Applications, B
Oston, MA, Oct. 17-19, 1995,
187-192); Farenc, P .; Dest
Ruil, “Illumination, sig
negotiation, and decoratio
n using plastic optical f
ibers "(Proc. 4th Internet
ionical Conf. Plastic Optica
1 Fibers & Applications, B
Oston, MA, Oct. 17-19, 1995,
203-205); Sottini, D.M. Gra
ndo, L .; Palmetti, E .; Giorget
"Optical fiber-poly" by Ti et al.
mer guide coupling by at
apered graded index glass
guide "(IEEE J. of Quantu
Electronics, 31, 174-180 (1995)). Advantages of using POF include, for example, basic light weight, flexibility, resistance to breakage, low material costs, connection costs, and immunity to electromagnetic interference.
【0004】POFを用いた多数の用途において、光フ
ァイバ内を伝搬する光の若干量を光ファイバから取り出
すため光タップを用いる必要がある。つまり、光ローカ
ルエリアネットワーク(LAN)を含み、そして超大規
模集積(VLSI)マルチプロセッサシステムにおい
て、多数のノードに光を分配するため、光ファイバ内を
伝搬する光の若干量を光ファイバから取り出す際には光
タップを用いる必要がある。このような光タップの有用
性は、例えば、タップによる光損失によって測定され
る。この損失の大きさに応じてタップの最大数が決定さ
れ、ひいては、信号中継器による信号再生を必要とせず
に結合することができる局の最大数が決定される。In many applications using POF, it is necessary to use an optical tap to extract a small amount of light propagating in the optical fiber from the optical fiber. That is, in a very large scale integrated (VLSI) multiprocessor system including an optical local area network (LAN), a small amount of light propagating in the optical fiber is extracted from the optical fiber to distribute the light to a large number of nodes. Requires the use of optical taps. The usefulness of such an optical tap is measured, for example, by the light loss due to the tap. The maximum number of taps is determined according to the magnitude of this loss, and thus the maximum number of stations that can be combined without requiring signal regeneration by a signal repeater.
【0005】従来の光ファイバタップ及び技術において
は、少なくとも一つのコネクタが必要であり、一般に、
これらの技術では、タップを形成する際光ファイバを破
断することが必要である。さらに、光ファイバを用いる
システムでは、タップを接続したり外したりする際に、
しばしば通信等が中断してしまう。一般に、光タップの
設計の際には、0.2〜2.0dBのコネクタ損失が固
有のものであり、これによって、ファイバ分配システム
における接続可能なタップ数が制限される。[0005] Conventional fiber optic taps and techniques require at least one connector, and in general,
These techniques require breaking the optical fiber when forming the tap. Furthermore, in systems using optical fibers, when connecting and disconnecting taps,
Communication is often interrupted. In general, when designing optical taps, connector losses of 0.2-2.0 dB are inherent, which limits the number of taps that can be connected in a fiber distribution system.
【0006】別の光ファイバタップにおいては、光ファ
イバを破断したり、コネクタを取り付けたりする必要が
なく、光ファイバから放射するモードに電力を結合して
光エネルギーを取り出している。このような光ファイバ
タップについては、例えば、米国特許第3,931,5
18号、第3,936,631号、及び第3,982,
123号に記載されている。これら米国特許に開示され
てクレームされている包括的な技術は、ファイバを折り
曲げる等して光ファイバのコアからクラッドに光を放射
させるようにして、光をファイバクラッドから放出させ
て誘電体によって結合し、その後、検出手段によって検
出するようにしている。In another optical fiber tap, there is no need to break the optical fiber or attach a connector, and power is coupled to a mode radiated from the optical fiber to extract light energy. Such an optical fiber tap is described, for example, in US Pat. No. 3,931,5.
No. 18, No. 3,936,631, and No. 3,982
No. 123. The comprehensive technology disclosed and claimed in these U.S. patents is to radiate light from the core of the optical fiber to the cladding, such as by bending the fiber, and to emit light from the fiber cladding and couple by a dielectric. Thereafter, detection is performed by the detection means.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
を伝搬する光信号をタップで取り出す際用いられる従来
技術は、多くの状況において有用ではあるが、これらの
従来技術は、簡便性、効率、費用効果の観点において前
述したようにいくつかの問題点ががある。従って、光フ
ァイバを伝搬する光の取り出し及び分配を効率的に行う
方法及び装置を実現することが望ましく、この分野にお
いてこのような実現が依然として求められている。The conventional techniques used when tapping an optical signal propagating through an optical fiber are useful in many situations, but these conventional techniques are simple, efficient, and costly. As described above, there are some problems in terms of effects. Accordingly, it would be desirable to provide a method and apparatus for efficiently extracting and distributing light propagating through an optical fiber, and there is still a need in the art for such an implementation.
【0008】本発明の目的はポリマー光ファイバを通っ
て伝搬する光を効率的に取り出して分配することのでき
る光ファイバタップを提供することにある。[0008] It is an object of the present invention to provide an optical fiber tap that can efficiently extract and distribute light propagating through a polymer optical fiber.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光ファ
イバを伝搬する光を取り出す際に用いられる光ファイバ
タップであって、前記光ファイバ内に配置され前記光フ
ァイバを伝搬する光の所定の部分が当たって前記所定の
部分を前記光ファイバの側面から外側に偏向する少なく
とも一つのミラーを備えることを特徴とする光ファイバ
タップが得られる。つまり、本発明による光ファイバタ
ップは、例えば、ポリマー光ファイバ(POF)に加え
て、POF自体から形成されポリマー光ファイバ内でそ
の端部間に配置された少なくとも一つミラーを備えてい
る。According to the present invention, there is provided an optical fiber tap used for extracting light propagating through an optical fiber, the optical fiber tap being disposed in the optical fiber and having a predetermined length of light propagating through the optical fiber. And at least one mirror that deflects the predetermined portion outward from a side surface of the optical fiber when the portion hits the optical fiber tap. That is, an optical fiber tap according to the present invention comprises, for example, in addition to a polymer optical fiber (POF), at least one mirror formed from the POF itself and disposed between its ends within the polymer optical fiber.
【0010】本発明の一態様によれば、POFを伝搬す
る光を効率的に取り出して分配するための方法および装
置が得られる。特に、POF内の内部ミラーが形成され
た位置において、POFを伝搬する光がミラーに当たる
と、光はPOFから効率的に偏向される。これによっ
て、偏向された光を効率的に取り出して有効に用いるこ
とができる。According to one aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for efficiently extracting and distributing light propagating in a POF. In particular, when light propagating through the POF impinges on the mirror at the position where the internal mirror is formed in the POF, the light is efficiently deflected from the POF. Thereby, the deflected light can be efficiently extracted and used effectively.
【0011】本発明の別の態様によれば、光ファイバに
光を効率的に入射して分配する方法及び装置が得られ
る。特に、ミラーが配置された位置において、光ファイ
バに光が入射すると、この入射した光は、ミラーによっ
て偏向されて光ファイバを伝搬する。According to another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for efficiently entering and distributing light into an optical fiber. In particular, when light enters the optical fiber at the position where the mirror is disposed, the incident light is deflected by the mirror and propagates through the optical fiber.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。なお、各図面において同一あるいは同様の
構成要素には同一の参照符号が付されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
【0013】まず、図1(a)を参照すると、ここに
は、光アセンブリの破断図が示されている。公知のポリ
マー光ファイバ(POF)100がそれぞれ反対方向か
らPOFの長さ方向に沿って伝搬する光140及び14
5とともに示されている。カットされリフィル(再充
填)された領域120には、複数の内部ミラー130及
び135が含まれており、内部ミラーを含むカット/リ
フィル領域は、好ましくは、マイクロ切断、マスキン
グ、コーティング、及びリフィーリング等の一連の工程
によって形成される。Referring first to FIG. 1A, there is shown a cutaway view of the optical assembly. A known polymer optical fiber (POF) 100 has light 140 and 14 propagating from opposite directions along the length of the POF, respectively.
5 are shown. The cut and refilled region 120 includes a plurality of interior mirrors 130 and 135, and the cut / refill region including the interior mirror is preferably microcut, masked, coated, and refilled. And so on.
【0014】POFを伝搬する光は、内部ミラーの一つ
に当たって偏向されることになる。例えば、POFの長
さ方向に沿って伝搬する光140は、矢印146及び1
44で示すようにそれぞれミラー130及び135に当
たって偏向されることになる。同様にして、光145が
それぞれミラー130及び135に当たった際には、光
は矢印142及び148で示すように偏向されることに
なる。カット/リフィル領域は、ポート、つまり、タッ
プとして有効に機能し、これによって、光142及び1
44をPOFから出射することができる。当業者であれ
ば、このポートには双方向性があり、光ファイバの側面
から光を入射することもできることが容易に理解されよ
う。この場合には、入射光はミラーに当たってファイバ
の長さ方向に沿って伝搬して、分配、つまり、別のタッ
プによる次の取り出しが行なわれる。Light propagating through the POF will be deflected upon hitting one of the internal mirrors. For example, light 140 propagating along the length of the POF is indicated by arrows 146 and 1
As shown at 44, they will be deflected against mirrors 130 and 135, respectively. Similarly, when light 145 strikes mirrors 130 and 135, respectively, the light will be deflected as indicated by arrows 142 and 148. The cut / refill area effectively functions as a port, or tap, so that the lights 142 and 1
44 can be emitted from the POF. One of ordinary skill in the art will readily recognize that this port is bidirectional, and light can be incident from the side of the optical fiber. In this case, the incident light impinges on the mirror and propagates along the length of the fiber, where it is distributed, ie, the next tapping by another tap.
【0015】図1(c)には、本発明によるタップが光
を光ファイバに入射するタップとしてどのように用いら
れるかが示されている。つまり、光147及び143が
側面から光ファイバに入射して、内部ミラーのうちの1
つの表面に当たる。光は、ミラーにより偏向されて、矢
印153及び154で示すように、ファイバの長さ方向
に沿って伝搬する。双方向の矢印141及び149は、
光ファイバ中を伝搬する光の方向が双方向性を持ち得る
ことを示している。FIG. 1 (c) shows how a tap according to the invention can be used as a tap to enter light into an optical fiber. That is, the lights 147 and 143 are incident on the optical fiber from the side, and one of the internal mirrors.
One surface. The light is deflected by the mirror and propagates along the length of the fiber as indicated by arrows 153 and 154. Two-way arrows 141 and 149
This shows that the direction of light propagating in the optical fiber can have bidirectionality.
【0016】以下に明らかになるように、本発明の有用
な用途として、POFに沿ってN個の異なる位置に同一
強度の光信号を送達することがあげられる。すなわち、
コンピュータクロック又はデータ信号の送出などであ
る。As will become apparent below, a useful application of the present invention is to deliver optical signals of the same intensity to N different locations along the POF. That is,
For example, transmission of a computer clock or data signal.
【0017】上述の例において、任意の長さのPOFを
用意する。このPOFには、その長さに沿ってN個の側
面出射ポートが設けられている。入力光パワーの合計強
度が“1”であり、i番目の出力ポートが結合効率ηi
(1≦i≦N)を有し、POFが全長依存透過率exp
(−βl)(βとlはそれぞれ透過係数とファイバ長を
表わす)を有しているものとすると、Δlずつ等間隔に
設けたN個の出射ポートの各々において均一な光分配を
達成するためには、数1の関係が用いられる。In the above example, a POF having an arbitrary length is prepared. This POF is provided with N side emission ports along its length. The total intensity of the input light power is “1”, and the i-th output port has the coupling efficiency η i
(1 ≦ i ≦ N), and the POF has a total length dependent transmittance exp.
Assuming that (−βl) (β and l represent the transmission coefficient and the fiber length, respectively), in order to achieve uniform light distribution at each of the N outgoing ports provided at regular intervals of Δl Uses the relationship of Equation 1.
【0018】[0018]
【数1】 N個のポート全てが比較的短い長さのPOFに沿って分
布している場合には、数1における吸収に支配される指
数項[absorption dominant exponential term]は省略す
ることができる。この場合には、η1=1/N,η2=
1/(N−1),…,ηN-1 =.05,ηN =1である
ことを見出だすことは比較的容易である。個々の結合効
率が決定されると、内部ミラーの対応する大きさを算出
することができる。(Equation 1) If all N ports are distributed along a relatively short length of POF, the absorption dominant exponential term in Equation 1 can be omitted. In this case, η 1 = 1 / N, η 2 =
1 / (N−1),... Η N−1 =. It is relatively easy to find that 05, η N = 1. Once the individual coupling efficiencies are determined, the corresponding size of the internal mirror can be calculated.
【0019】図1(b)にコア160とミラーが形成さ
れているカット部170(斜線を付して示す)とを備え
たPOFの横断面を示す。ミラーの面積は、カット部の
カット深さhに関連している。このカット深さは切断工
程の際に容易に測定することができる。図1(b)に示
したパラメータを用いて、円弧部分の角度θを数2によ
って算出することができる。FIG. 1B shows a cross section of a POF having a core 160 and a cut portion 170 (shown by hatching) in which a mirror is formed. The area of the mirror is related to the cut depth h of the cut portion. This cut depth can be easily measured during the cutting step. Using the parameters shown in FIG. 1B, the angle θ of the circular arc portion can be calculated by Expression 2.
【0020】[0020]
【数2】 ここで、α=h/rはカット部の相対深さである。一次
の近似値の範囲内で、大型コアPOF内の強度は、均一
に分配される。ミラーの結合係数ηはη=S/(π
r2)で与えられる比率として定義することができる。
ここで、Sは、ミラーの面積(図1(b)において斜線
を付して示す)であり、rは、POFの半径である。ミ
ラー面積Sは数3によって与えられる。(Equation 2) Here, α = h / r is the relative depth of the cut portion. Within a first order approximation, the intensity in the large core POF is distributed evenly. The coupling coefficient η of the mirror is η = S / (π
r 2 ).
Here, S is the area of the mirror (shown with diagonal lines in FIG. 1B), and r is the radius of the POF. The mirror area S is given by Equation 3.
【0021】[0021]
【数3】 ここで、aは数4によって得られる。(Equation 3) Here, a is obtained by Expression 4.
【0022】[0022]
【数4】 従って、ηとαとの間に数5及び数6で示す関係が成り
立つことになる。(Equation 4) Therefore, the relationship shown by Expressions 5 and 6 is established between η and α.
【0023】[0023]
【数5】 (Equation 5)
【0024】[0024]
【数6】 数1、数5、及び数6は、POFの長さ方向に沿ってN
個のミラーを形成するために用いられるカット部の深さ
を決定するために用いることができる。(Equation 6) Equations 1, 5, and 6 represent N along the length of the POF.
It can be used to determine the depth of the cut used to form the individual mirrors.
【0025】図2には本発明による内部ミラーを備えた
POFの形成に適したシステムが示されている。すなわ
ち、POF280がマイクロメータ制御X−Y平行移動
ステージ[controlled X-Y translational stage]270
に固定されている。刃250がマイクロ・メータ制御回
転平行移動ステージ240に搭載され、熱電ヒートコン
トローラ230の制御のもとで加熱される。この刃25
0はPOFから正確な領域をカットし、内部ミラーを形
成するために用いられる。使用される刃は、例えば、研
磨されたかみそり刃である。熱電ヒートコントローラ2
30を用いることによって、刃によるカッティング温度
を正確に選択することが可能となる。FIG. 2 shows a system suitable for forming a POF with an internal mirror according to the invention. That is, the POF 280 is a micrometer-controlled XY translation stage [controlled XY translational stage] 270.
It is fixed to. The blade 250 is mounted on the micrometer-controlled rotary translation stage 240, and is heated under the control of the thermoelectric heat controller 230. This blade 25
0 is used to cut the exact area from the POF and form an internal mirror. The blade used is, for example, a polished razor blade. Thermoelectric heat controller 2
By using 30, it is possible to accurately select the cutting temperature by the blade.
【0026】例えば、アサヒ化成株式会社によって製造
されているポリメチルメタクリレート(PMMA)ファ
イバ(Model TB−750)に内部ミラーを形成
した際、満足できる結果が得られた。なお、ファイバコ
アの直径は750μmであり、波長λ=650nmにお
いて、n=1.4994の屈折率を有している。PMM
A材料は、室温でカットするには十分柔らかいが、実験
結果によれば、温度100〜100°Fの範囲におい
て、圧力と刃温度との組み合わせを用いることにより、
より優れたミラー仕上げ、即ち、15μm未満の表面粗
さが得られることがわかった。For example, satisfactory results were obtained when an internal mirror was formed on a polymethyl methacrylate (PMMA) fiber (Model TB-750) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. The fiber core has a diameter of 750 μm and has a refractive index of n = 1.9944 at a wavelength λ = 650 nm. PMM
Material A is soft enough to cut at room temperature, but according to experimental results, by using a combination of pressure and blade temperature in the temperature range of 100-100 ° F,
It has been found that a better mirror finish is obtained, ie a surface roughness of less than 15 μm.
【0027】好ましくはカッティング工程の際に、PO
Fの一端を光源、つまり、レーザ260に接続し、PO
Fの他端をデジタル光パワーメータ290に接続する。
このようにして、POFのパワーメータ側における残留
パワー出力をオンライン監視すると、各ミラーの強度出
力を正確に制御することができる。図3を参照して、図
3には、PMMAファイバの20mm断面に沿って均等
に形成された16個のミラー列の強度プロファイルが示
されている。どのミラーにも表面上に金属被覆を形成し
なかったので、反射はPMMA/空気間の界面における
全反射によるものであった。この事実にもかかわらず、
15:1よりも良好なコントラスト比が得られた。Preferably, PO is used during the cutting step.
One end of F is connected to a light source, ie, laser 260, and PO
The other end of F is connected to the digital optical power meter 290.
In this way, when the residual power output on the power meter side of the POF is monitored online, the intensity output of each mirror can be accurately controlled. Referring to FIG. 3, FIG. 3 shows an intensity profile of 16 mirror rows evenly formed along a 20 mm cross section of the PMMA fiber. The reflection was due to total internal reflection at the PMMA / air interface, as none of the mirrors had a metallic coating on the surface. Despite this fact,
A contrast ratio better than 15: 1 was obtained.
【0028】当業者であれば、ファイバの出力側ではな
く個々のミラーにおいても残留光パワーを監視できるこ
とが容易に理解されよう。このオンライン監視手法を用
いて、ポートごとの強度変動が20%以下の200個の
側面出射ポートを有するPMMAファイバが形成され
た。Those skilled in the art will readily appreciate that the residual optical power can be monitored not only at the output of the fiber but also at individual mirrors. Using this on-line monitoring technique, PMMA fibers having 200 side emission ports with less than 20% intensity variation per port were formed.
【0029】図4を参照すると、数1、数5、及び数6
を用いてそれぞれ算出した切断パラメータαの値を後で
測定したものと比較したグラフが示されている。この測
定においては、カット部5個ごとに1つをサンプリング
した。カット部を形成した後のファイバの強度を確保す
るために、カット深さをαi=200 =0.25となるよう
に選択した。このファイバにおいて、吸収による減衰
は、光をより長い距離に分配しなければならない場合に
比べてそれほど重要ではなかった。なぜなら、ファイバ
の全長が0.4mにすぎなかったからである。Referring to FIG. 4, Equation 1, Equation 5, and Equation 6
Is a graph comparing the value of the cutting parameter α calculated respectively with the value measured later. In this measurement, one was sampled for every five cut portions. In order to secure the strength of the fiber after forming the cut portion, the cut depth was selected so that α i = 200 = 0.25. In this fiber, the attenuation due to absorption was less important than if the light had to be distributed over longer distances. This is because the total length of the fiber was only 0.4 m.
【0030】上述したミラー形成手法の変形を用いて、
並列的にカッティングを行なうこともできる。つまり、
所定のカッティング角度及び深さをもつ複数の刃を同時
に用いて、全製造工程の速度を早めることができる。但
し、光変動の正確な制御はより難しくなる。さらに、光
ファイバの位置を固定しておいて、カッティングの方向
を変えるか又はカッティングの方向を固定しておいて光
ファイバの送り方向を変えることによって、3次元空間
のほとんどすべての方向に光ファイバからの光を結合さ
せることができる。これによって、完成した光ファイバ
の用途についての柔軟性が高くなる。Using a modification of the mirror forming method described above,
Cutting can be performed in parallel. That is,
Multiple blades with a given cutting angle and depth can be used simultaneously to speed up the entire manufacturing process. However, accurate control of light fluctuations becomes more difficult. Further, by fixing the position of the optical fiber and changing the direction of cutting, or changing the feed direction of the optical fiber while fixing the direction of cutting, the optical fiber can be moved in almost all directions in the three-dimensional space. Can be combined. This provides greater flexibility in the use of the finished optical fiber.
【0031】ミラーは平面であっても湾曲(曲面形状)
であってももよい。このように、光ファイバの全周ある
いはその一部分を介して光を光ファイバから偏向させる
ことができる。さらに、光ファイバから偏向する光をフ
ァイバの側面に対して直角よりも小さい角度で偏向させ
ることもできる。加えて、用途に応じて、ミラーは、部
分反射型又は部分透過型とすることができる。The mirror is curved (curved) even if it is flat.
It may be. Thus, light can be deflected from the optical fiber through the entire circumference of the optical fiber or a part thereof. Further, the light deflected from the optical fiber can be deflected at an angle smaller than a right angle with respect to the side of the fiber. In addition, depending on the application, the mirror can be partially reflective or partially transmissive.
【0032】本発明のさらに他の例として、2mm厚の
透明ポリカーボネート板を加工して、隣接する2つの溝
間に2mmの間隔をおいて10個の平行なV溝を並設し
た。次に、長いPMMAファイバを溝の内部に接合し
た。上述のカッティング手法を用いて100個のミラー
を形成した。なお、後で小さすぎると測定されたミラー
については、追加のカッティングによって拡張できるこ
とはもちろんである。逆に、後で大きすぎると測定され
たミラーについては、適当な材料、すなわち、エポキシ
又はPMMAなどの材料を用いて部分的あるいは完全に
充填することができる。図5には、このように処理され
た板により生じた10×10個の光点パターンが示され
ている。つまり、上述のように、例えば、透明ポリカー
ボネート板に溝を形成して、これら溝に光ファイバを配
置することによって光ファイバを予め定められたパター
ンに幾何学的に配置すると、ミラーによって光が光ファ
イバの外側に偏向されて、上記の予め定められたパター
ンで光イルミネーションが得られることになる。As still another example of the present invention, a transparent polycarbonate plate having a thickness of 2 mm was machined, and ten parallel V-grooves were juxtaposed at an interval of 2 mm between two adjacent grooves. Next, a long PMMA fiber was bonded inside the groove. 100 mirrors were formed using the above-described cutting technique. Of course, mirrors that are later measured to be too small can be extended by additional cutting. Conversely, mirrors that are later measured to be too large can be partially or completely filled with a suitable material, ie, a material such as epoxy or PMMA. FIG. 5 shows 10.times.10 light spot patterns produced by the plate thus treated. That is, as described above, for example, when grooves are formed in a transparent polycarbonate plate, and optical fibers are arranged in these grooves, and the optical fibers are geometrically arranged in a predetermined pattern, light is emitted by a mirror. The light will be deflected out of the fiber to provide light illumination in the predetermined pattern described above.
【0033】以上、本発明を好ましい例について説明し
たが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく種々
の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上
述した機械的な刃の代わりに、周知のレーザその他の切
断装置を用いてもよい。同様に、内部ミラーは平面であ
る必要はなく、その他の適切な形状とすることができ
る。Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. For example, a well-known laser or other cutting device may be used instead of the mechanical blade described above. Similarly, the internal mirror need not be planar and can be any other suitable shape.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光フ
ァイバ内に少なくとも一つの内部ミラーを形成して光フ
ァイバを伝搬する光の所定の部分を内部ミラーに打ち当
て光ファイバの側面から外側に所定の部分を偏向するよ
うにしたから、光ファイバを通って伝搬する光を効率的
に取り出して分配することができるという効果がある。As described above, according to the present invention, at least one internal mirror is formed in an optical fiber, and a predetermined portion of light propagating through the optical fiber is struck against the internal mirror, and a predetermined portion of the light is transmitted from the side surface of the optical fiber. Since the predetermined portion is deflected, the light propagating through the optical fiber can be efficiently extracted and distributed.
【図1】(a)はマイクロ・ミラーが内側に形成された
ポリマー光ファイバ(POF)の破断図、(b)は内部
ミラーを形成する際にカットされる領域を示すためのP
OFの横断面図、(c)は光の双方向取り出し/挿入に
用いられるマイクロ・ミラーを内部に形成したPOFの
破断図である。FIG. 1 (a) is a cutaway view of a polymer optical fiber (POF) having a micro-mirror formed inside, and FIG.
FIG. 3C is a cross-sectional view of the OF, and FIG. 3C is a cutaway view of the POF in which a micro mirror used for bidirectional light extraction / insertion is formed.
【図2】POFの長さ方向に沿って一連のマイクロ・ミ
ラーを形成するための装置を示す図である。FIG. 2 shows an apparatus for forming a series of micro mirrors along the length of a POF.
【図3】POFの長さ方向に沿って出射された16個の
光点の強度を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the intensity of 16 light spots emitted along the length direction of a POF.
【図4】ミラーのカット深さに対する結合効率を示す図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating a coupling efficiency with respect to a cut depth of a mirror;
【図5】本発明によって製造されたPOFを用いて10
×10個の光点アレイに沿って分配された光を示す図で
ある。FIG. 5 shows the results obtained by using a POF manufactured according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing light distributed along a × 10 light spot array.
100,280 ポリマー光ファイバ(POF) 140,145,147,143 光(矢印) 130,135 内部ミラー 120 カット/リフィル領域 160 コア 170 カット領域 270,240 マイクロメータ制御移動ステージ 250 刃 260 レーザ 290 デジタル光パワーメータ 100,280 Polymer optical fiber (POF) 140,145,147,143 Light (arrow) 130,135 Internal mirror 120 Cut / refill area 160 Core 170 Cut area 270,240 Micrometer controlled moving stage 250 Blade 260 Laser 290 Digital light Power meter
Claims (21)
用いられる光ファイバタップであって、前記光ファイバ
内に配置され前記光ファイバを伝搬する光の所定の部分
が当たって前記所定の部分を前記光ファイバの側面から
外側に偏向する少なくとも一つのミラーを備えることを
特徴とする光ファイバタップ。An optical fiber tap used for extracting light propagating through an optical fiber, wherein the predetermined portion of the light that is disposed in the optical fiber and propagates through the optical fiber hits the predetermined portion. An optical fiber tap comprising: at least one mirror deflecting outward from a side surface of the optical fiber.
ることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバタッ
プ。2. The optical fiber tap according to claim 1, wherein the optical fiber is made of a polymer material.
て形成するようにしたことを特徴とする請求項1に記載
の光ファイバタップ。3. The optical fiber tap according to claim 1, wherein the mirror is formed by cutting the optical fiber.
性材料で被覆されていることを特徴とする請求項3に記
載の光ファイバタップ。4. The optical fiber tap according to claim 3, wherein the mirror is coated with a reflective material to increase reflectivity.
いるようにしたことを特徴とする請求項3に記載の光フ
ァイバタップ。5. The optical fiber tap according to claim 3, wherein a sharp instrument is used when forming the mirror.
を形成する際、前記鋭利な器具を加熱するようにしたこ
とを特徴とする請求項5に記載の光ファイバタップ。6. The optical fiber tap according to claim 5, wherein the sharp instrument is heated when the optical fiber is cut to form the mirror.
ィング装置を用いるようにしたことを特徴とする請求項
3に記載の光ファイバタップ。7. The optical fiber tap according to claim 3, wherein a laser cutting device is used when forming the mirror.
レート(PMMA)であることを特徴とする請求項2に
記載の光ファイバタップ。8. The optical fiber tap according to claim 2, wherein the polymer material is polymethyl methacrylate (PMMA).
に結合され、前記光ファイバのカッティング中に前記パ
ワーメータによって光パワーを監視するようにしたこと
を特徴とする請求項3に記載の光ファイバタップ。9. The optical fiber tap according to claim 3, wherein the optical fiber is coupled to a light source and a power meter, and the optical power is monitored by the power meter during cutting of the optical fiber. .
の側面に対して実質的に直角な角度に偏向されることを
特徴とする請求項1に記載の光ファイバタップ。10. The optical fiber tap of claim 1, wherein the deflected light is deflected at a substantially right angle to a side of the optical fiber.
を特徴とする請求項1に記載の光ファイバタップ。11. The optical fiber tap of claim 1, wherein said mirror is substantially planar.
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバタップ。12. The optical fiber tap according to claim 1, wherein the mirror has a substantially curved shape.
0°から360°にわたる全周の所定の部分から偏向出
力されることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ
タップ。13. The optical fiber tap according to claim 1, wherein the deflected light is deflected and output from a predetermined portion of the entire circumference of the optical fiber extending from 0 ° to 360 °.
ることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバタッ
プ。14. The optical fiber tap according to claim 1, wherein said mirror partially reflects said light.
ることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバタッ
プ。15. The optical fiber tap of claim 1, wherein the mirror partially transmits the light.
器具を用いるようにしたことを特徴とする請求項5に記
載の光ファイバタップ。16. The optical fiber tap according to claim 5, wherein a plurality of sharp instruments are used when forming the mirror.
れる光ファイバタップであって、前記光ファイバ内に配
置された少なくとも一つのミラーを備え、前記光ファイ
バの側面に入射する光線を前記ミラーによって偏向して
前記光ファイバの長さ方向に沿って前記光線を伝搬する
ようにしたことを特徴とする光ファイバタップ。17. An optical fiber tap used for distributing light in an optical fiber, the optical fiber tap including at least one mirror disposed in the optical fiber, wherein the light incident on a side surface of the optical fiber is reflected by the mirror. An optical fiber tap which is deflected by the optical fiber and propagates the light beam along the length direction of the optical fiber.
ることを特徴とする請求項17に記載の光ファイバタッ
プ。18. The optical fiber tap according to claim 17, wherein the optical fiber is made of a polymer material.
して形成するようにしたことを特徴とする請求項18に
記載の光ファイバタップ。19. The optical fiber tap according to claim 18, wherein the mirror is formed by cutting the optical fiber.
性材料で被覆されていることを特徴とする請求項19に
記載の光ファイバタップ。20. The optical fiber tap of claim 19, wherein said mirror is coated with a reflective material to increase reflectivity.
配置された少なくとも一つの光ファイバを備え、前記光
ファイバは前記光ファイバの各々に配置された少なくと
も一つのミラーを有し、前記ミラーによって前記光ファ
イバを伝搬する光の所定の部分を前記光ファイバの側面
から外側に偏向して前記予め定められたパターンで光イ
ルミネーションを得るようにしたことを特徴とする光ア
レイ装置。21. At least one optical fiber geometrically arranged in a predetermined pattern, said optical fiber having at least one mirror disposed on each of said optical fibers, said mirror comprising: An optical array device, wherein a predetermined portion of light propagating through the optical fiber is deflected outward from a side surface of the optical fiber to obtain an optical illumination in the predetermined pattern.
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| US7164819B2 (en) * | 2003-03-10 | 2007-01-16 | Fiberstars, Inc. | Side-light extraction by light pipe-surface alteration and light-extraction devices extending radially beyond the outer cladding |
| US20040223691A1 (en) * | 2003-03-10 | 2004-11-11 | Buelow Roger F. | Light pipe with directional side-light extraction |
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